碎米蕨叶马先蒿化学成分分析与营养评价

尤延飞，严杜建，吾买尔·吾守，赵世姣，孙 暾，路 浩，赵宝玉*

(1.西北农林科技大学动物医学院，陕西杨凌 712100；2.阿克苏职业技术学院，新疆阿克苏 843000；3.新疆巴音郭楞蒙古自治州草原工作站，新疆库尔勒 841000)

碎米蕨叶马先蒿(Pedicularischeilanthifolia)为玄参科(Scropbularicacac)马先蒿属(Pediculads)多年生草本植物，生于海拔2 000 m～5 200 m的高山草甸、高山灌丛、河滩沼泽草甸或林缘草甸[1]。马先蒿属植物在全球有600种以上，主要分布于北半球。在我国有300多种，主要分布于新疆、青海、西藏、甘肃、内蒙古、云南等地[2]。长期以来，受气候、干旱、超载过牧等因素的影响，草原优质牧草逐渐减少，毒草滋生蔓延，逐渐成为草原优势种，造成草原毒草化。近年来，巴音布鲁克草原毒害草马先蒿数量日趋增加，蔓延面积已达6.74×104hm2，其中受严重侵害的面积达2.0×104hm2，蔓延之势甚强，而碎米蕨叶马先蒿已成为新疆巴音布鲁克草原上分布面积大且对草场危害最为严重的主要毒害草[3]。

但马先蒿属植物繁殖力和抗逆性极强，具有抗风沙、耐干旱、耐贫瘠等特性，可以作为防风固沙、防治水土流失的植物，对维持草原的生态环境具有重要作用[4]。同时，刘谦光等[5]曾对美观马先蒿(Pedicularisdecora)根的营养成分进行了研究，表明美观马先蒿可以作为营养植物进行开发利用。因此，鉴于目前对于碎米蕨叶马先蒿化学成分和营养成分的研究未见报道，本试验拟对碎米蕨叶马先蒿化学成分和营养成分的测定，以期为碎米蕨叶马先蒿的综合利用提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料

碎米蕨叶马先蒿于2016年8月采自新疆巴音布鲁克草原(E 86°16′54″，N 42°40′5″)，晾干，粉碎，过40目筛备用。

1.2 方法

1.2.1 化学成分预试 根据裴月湖[6]介绍的预试验方法，制备碎米蕨叶马先蒿石油醚提取液、乙醇提取液及水提液。石油醚提取液进行甾体或三萜类、挥发油的检验；乙醇提取液进行生物碱、强心苷、酚类、黄酮类、醌类、鞣质、有机酸和香豆素与萜类内酯的检验；水提液进行蛋白质、氨基酸和肽、皂苷、鞣质和有机酸的检验。

1.2.2 常规营养成分的测定 碎米蕨叶马先蒿样品中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的测定分别按照国标GB/T6432-1994《饲料中粗蛋白测定方法》、GB/T6434-2006《饲料中粗脂肪测定方法》、GB/T6432-94《饲料中粗纤维测定方法》、GB/T6438-2007《饲料中粗灰分的测定方法》、GB/T20806-2006《饲料中中性洗涤纤维的测定》、NY/T1459-2007《饲料中酸性洗涤纤维的测定》的方法进行[7]。

1.2.3 矿物质元素和氨基酸含量测定 铜、锌、锰、铁、钙、镁、钾含量测定按GB/T13885-2017《动物饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定原子吸收光谱法》进行；磷含量测定按GB/T6437-2002《饲料中总磷的测定分光光度法》进行[8]；氨基酸含量按GB/T5009.124-2016《食品中氨基酸的测定》进行。

2 结果

2.1 碎米蕨叶马先蒿化学成分系统预试

通过对碎米蕨叶马先蒿化学成分系统预试表明，碎米蕨叶马先蒿含有甾体或三萜类、挥发油、酚类、有机酸、生物碱、醌类、黄酮、香豆素、强心苷，不含鞣质。结果见表1。

表1 碎米蕨叶马先蒿化学成分系统预试结果

注：“+”表示阳性，“-”表示阴性。

Note：“+”means positive，“-”means negative.

2.2 碎米蕨叶马先蒿常规营养成分分析

碎米蕨叶马先蒿中常规营养成分及含量见表2。从表2可以看出，碎米蕨叶马先蒿常规营养成分含量的高低顺序依次为酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗纤维、粗灰分、粗蛋白、粗脂肪。酸性洗涤纤维含量最高，中性洗涤纤维含量次之，粗脂肪含量最低。

表2 碎米蕨叶马先蒿常规营养成分测定结果

2.3 碎米蕨叶马先蒿矿物质元素分析

碎米蕨叶马先蒿矿物质元素含量及分析结果见表3。Ca含量最高，K含量次之，Cu含量最低。其中，常量矿物质元素(K、Ca、P、Mg)中，Ca含量最高，P含量最低；微量矿物质元素(Fe、Cu、Zn、Mn)中，Fe含量最高，Cu含量最低。有学者认为理化性质相似的元素，其生物学功能是相互拮抗的，当Zn/Cu>10及Zn/Fe>1时，会发生拮抗作用[9]。碎米蕨叶马先蒿中Zn/Cu及Zn/Fe值分别为4.27和0.015，均低于报道中的数值。因此，Zn、Cu、Fe不发生拮抗作用或者拮抗作用不明显。

表3 碎米蕨叶马先蒿矿物质元素含量测定结果

2.4 碎米蕨叶马先蒿氨基酸含量分析

由表4可以看出，碎米蕨叶马先蒿样品中氨基酸种类齐全，含有 17 种水溶性氨基酸，含量为8.11%。其中，Thr含量最高，Glu含量次之，Cys、Tyr、Ala含量最低。在必需氨基酸中，Thr含量最高，Ile含量最低；非必需氨基酸中Glu含量最高，Ala、Tyr含量最低。必需氨基酸(Phe、Lys、Thr、Leu、Ile、Val)含量为3.25%，占氨基酸总量的40.07%。非必需氨基酸(Gly、Ala、Pro、Tyr、Ser、Asp、Glu)含量为2.59%，占氨基酸总量的31.94%。所测定的17种氨基酸中必需氨基酸占氨基酸总量(WEAA /WTAA)的40.07%，必需氨基酸占非必需氨基酸(WEAA/WEAA)的125.48%。根据FAO/WHO的理想模式[9]，WEAA /WTAA为40%左右，WEAA/WEAA在60%以上为较好品质蛋白质。因此，碎米蕨叶马先蒿所含氨基酸各项指标均符合FAO/WHO的理想模式，可以为动物体提供丰富的氨基酸。

表4 碎米蕨叶马先蒿中氨基酸含量测定结果

3 讨论

3.1 化学成分组成

马先蒿属植物化学成分的研究主要集中药用马先蒿。以根或根茎入药者多有滋阴补肾、补中益气、健脾和胃等功能；以花或全草入药者有清热解毒、利尿、保肝等作用[10]。马先蒿属植物化学成分主要为环烯醚萜苷、苯丙素苷、木脂素苷、生物碱、黄酮等[11]。这些化合物具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抗疲劳、抗菌、抗溶血作用，以及DNA修复性能等[12-13]。而对于碎米蕨叶马先蒿的化学成分的研究国内还未见报道。本试验采用系统预试对该植物的化学成分进行分析，发现碎米蕨叶马先蒿中含有甾体或三萜类、挥发油、酚类、有机酸、生物碱、醌类、黄酮、香豆素，强心苷，不含鞣质，表明碎米蕨叶马先蒿化学成分与多数马先蒿属植物相同，可为碎米蕨叶马先蒿生物活性研究提供基础资料。

3.2 常规营养成分比较

粗蛋白、粗脂肪和纤维素是评定饲料营养价值的重要指标之一，而豆科植物中，苜蓿因粗蛋白、维生素和矿物质含量丰富，氨基酸的组成比较齐全，适口性好，因此备受国内外市场青睐。其中，紫花苜蓿素有“牧草之王”的美誉。目前苜蓿干草市场销售等级及分级标准也主要根据粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和水分而划分为5个等级[14]。

由表2可以看出，碎米蕨叶马先蒿粗蛋白含量达到10.99%，处于第4等级，可以作为蛋白饲料给牲畜提供蛋白质营养。酸性洗涤纤维含量为39.4%，中性性洗涤纤维含量为48.97%，均处于第3等级，含量适中，不会影响饲草适口性和消化率，因此不会降低牲畜的采食量和牲畜的消化吸收率。粗脂肪含量为0.94%，与新鲜紫花苜蓿[15](1.00%)接近，比干紫花苜蓿[15](1.53%)略低，含量适中，家畜采食后不会因含量过高而引起肥胖症等慢性疾病，同时含有的脂类物质也有改善适口性的作用；粗灰分含量为11.91%，与干紫花苜蓿[15](11.68%)接近，说明碎米蕨叶马先蒿矿质元素含量适中，不会因含量过高造成适口性差而降低牲畜的采食量；粗纤维含量为23.04%，比干紫花苜蓿[15](37.11%)低，说明碎米蕨叶马先蒿中粗纤维含量较低，不会因粗纤维造成饲料适口性差。

3.3 矿物质元素比较

碎米蕨叶马先蒿中Ca和P的含量分别为10 324.77 mg/kg和1 760.00 mg/kg，比紫花苜蓿[15]中Ca(19 800 mg/kg)和P(2 710 mg/kg)含量低；Mg含量为2 704.34 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Mg(1 280 mg/kg)含量高；Fe含量为3 250.45 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Fe(182 mg/kg)含量高；Zn含量为48.05 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Zn(47 mg/kg)含量略高；Mn含量为94.87 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Mn(47 mg/kg)含量高；Cu含量为11.26 mg/kg，K含量为17060.59 mg/kg。碎米蕨叶马先蒿和美观马先蒿[5]相比，同样还有K、Fe、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu和P。矿物质元素组成分析结果表明，碎米蕨叶马先蒿和紫花苜蓿、美观马先蒿中矿物质组成差别不大，但含量多少存在差异，可能是由于不同地区中各元素含量不同或植物本身吸收土壤矿物质的能力不同而造成植物间各元素含量的差异。

3.4 氨基酸含量比较

碎米蕨叶马先蒿中总氨基酸含量为8.11%，比紫花苜蓿芽[17]中总氨基酸含量(25.15%)低，与美观马先蒿[5]中总氨基酸含量(8.125%)相当；必需氨基酸含量为3.25%，比紫花苜蓿芽[17]中必须氨基酸含量(8.69%)低，比美观马先蒿[5]中必须氨基酸含量(1.92%)高；非必需氨基酸含量为2.59%，比紫花苜蓿芽[17]中非必须氨基酸含量(13.6%)低，比美观马先蒿[5]中非必须氨基酸含量(4.608%)低。碎米蕨叶马先蒿、紫花苜蓿芽[17]和美观马先蒿[5]中必需氨基酸与总氨基酸的比值和必须氨基酸与非必须氨基酸的比值分别为40.07%、39.23%和23.6%，125.48%、63.89%和41.7%。根据FAO/WHO的理想模式[9]，碎米蕨叶马先蒿和紫花苜蓿芽、美观马先蒿相比，可以更好的为动物体提供丰富的氨基酸和较高品质的蛋白质。

本试验通过对碎米蕨叶马先蒿的化学成分预试和营养成分和矿物质元素分析方法，对碎米蕨叶马先蒿化学成分、营养成分、氨基酸及矿物元素含量进行测定。结果表明，碎米蕨叶马先蒿含有甾体或三萜类、挥发油、酚类、有机酸、生物碱、醌类、黄酮、香豆素、强心苷等化合物质。有动物所需的多种营养物质及Ca、Fe、Zn、K、Cu、Mg、Mn、P等矿物质元素，富含Ca、K和Fe；还含有多种氨基酸，其中Thr和Glu含量较高。作为新疆巴音布鲁克草原上广泛分布的植物，具有一定的实际利用价值。本试验为进一步开发利用和治理碎米蕨叶马先蒿提供了新思路及理论依据。